基于1-WireTM技術(shù)的單片機單線(xiàn)通信的實(shí)現

在構成一個(gè)較大規模的單片機應用系統中，不可避免地要采用多機系統，經(jīng)常涉及到系統間的信息交換。在通信速率要求不高的情況下，我們希望進(jìn)行通信的雙方占用盡可能少的端口連線(xiàn)。美國Dallas公司生產(chǎn)的單線(xiàn)數字溫度傳感器 DS1820僅用1根口線(xiàn)進(jìn)行信息交換，該技術(shù)可以很方便地應用到單片機系統間的通信上來(lái)。

1　發(fā)送和接收

單線(xiàn)通信的數據交換僅在1根總線(xiàn)上完成，對主機和從機必須有嚴格的時(shí)序要求，可以借助“時(shí)隙”傳輸來(lái)實(shí)現數據的發(fā)送與接收。

如圖1（a），主機向從機發(fā)送一位信息時(shí)，先由主機將總線(xiàn)由高（“1”）拉低（“0”）1～15μs，然后根據發(fā)送的信息是“1”還是“0”，置總線(xiàn)為相應的邏輯“1”或“0”，持續時(shí)間大于45～60μs后釋放總線(xiàn)。從機檢測到總線(xiàn)由高變低后，在15～60μs的時(shí)間窗內采樣總線(xiàn)，若為高，則收到 “1”，否則收到“0”。主機發(fā)送一位的總時(shí)間要求大于60μs，以便為最壞情況提供足夠的時(shí)間裕量。

當主機需要接收數據時(shí)，采用如圖1（b）的時(shí)隙，先由主機將總線(xiàn)拉低1～15μs，然后釋放。從機檢測到總線(xiàn)由高變低后置總線(xiàn)為邏輯“1”或“0”，持續時(shí)間不少于15μs。主機在釋放總線(xiàn)的15μs時(shí)間內采樣總線(xiàn)，以接收從機發(fā)送的“1”或“0”，同樣，要求接收

一位的總時(shí)間不少于60μs。

由此可見(jiàn)，主機和從機進(jìn)行單線(xiàn)通信，總是由主機發(fā)起的，即將總線(xiàn)由高拉低，除非被主機請求，否則從機無(wú)法主動(dòng)發(fā)送數據。除了主機外，從機之間也無(wú)法進(jìn)行通信。

2　復　位

進(jìn)行通信前需要進(jìn)行總線(xiàn)復位，可以采用如圖2的時(shí)隙來(lái)實(shí)現。先由主機保持總線(xiàn)480～960μs的低電線(xiàn)為“0”，持續時(shí)間為60～240μs。主機在釋放總線(xiàn)后檢測從機發(fā)出的應答信號，如果檢測到總線(xiàn)為“0”，則表示從機存在并有應答，主機就可以通過(guò)產(chǎn)生接收或發(fā)送時(shí)隙來(lái)控制信息傳輸。若總線(xiàn)上沒(méi)有從機應答或從機不存在，則主機會(huì )收到“1”。

3　通信流程

實(shí)現掛接在單總線(xiàn)上各子系統的通信，需要分配給每個(gè)系統惟一的軟件地址，當某一個(gè)系統需要信息交換時(shí)將主動(dòng)發(fā)送復位信號扮演主機角色，各從機偵聽(tīng)到來(lái)自總線(xiàn)上的復位信號后先進(jìn)行地址匹配，一旦握手成功，主從機間就可以進(jìn)行數據傳輸。設從機軟件地址為8位，采用如表1所示的協(xié)議字，實(shí)現通信的流程如圖3 所示。